Enunciado
Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 7.Perguntas e Problemas - Ex. 6
(a) Compare as densidades planares (Seção e Problema ) para os planos (), () e () da estrutura cristalina CFC.
(b) Compare as densidades planares (Problema ) para os planos (), () e () da estrutura cristalina CCC.
Passo 1
Olá! Tudo bem? Vamos resolver esse problema em dois passos: item (a) no Passo e item (b) no Passo .
(a) Para a estrutura cristalina CFC, a densidade planar do plano () é dada pela Equação (pág. ; Ed.).
Além disso, as densidades planares dos planos e são calculadas no Problema da seguinte maneira:
Passo 2
(b) Para a estrutura cristalina do CCC, as densidades planares dos planos e foram determinadas no Problema da seguinte maneira:
Agora, compararemos com o plano (, o qual é mostrado dentro de uma célula unitária CCC na Figura (a) a seguir.
Figura (a)
Os centros dos três átomos nas arestas, denotados por A, B e C, estão neste plano. Além disso, o plano não passa pelo centro do átomo D, localizado no centro da célula unitária. O empacotamento atômico deste plano é apresentado na Figura (b) a seguir; as posições correspondentes do átomo da Figura (a) também são observadas.
Figura (b)
Como esse plano não passa pelo centro do átomo D, ele não é incluído na contagem de átomos. Um sexto de cada um dos três átomos identificados como A, B e C está associado a este plano, o que equivale a meio átomo.
Na Figura (b), o triângulo tendo A, B e C como arestas é um triângulo equilátero. E, na Figura (b), a área desse triângulo é . O comprimento da borda do triângulo, , é igual ao comprimento de uma face na diagonal, conforme indicado na Figura (a). E seu comprimento está relacionado ao comprimento da borda da célula unitária, , da seguinte forma:
Então, para CCC, (Equação - pág. 41; 8ª Ed.), e, portanto,
Além disso, da Figura (b), com relação ao comprimento , podemos escrever:
O que leva a
E a substituição do valor de , como mostra a expressão anterior, produz:
Assim, a área deste triângulo é igual a
E, finalmente, a densidade planar para o plano é:
Resposta
(a) Veja o Passo .
(b) Veja o Passo .